Celle-baseret behandling for hjertesvigt i rotte: Dobbelt thoracotomi for myokardieinfarkt og epikardielle Implantation af Celler og Biomatrix
Summary
Implantation af en biograft at behandle myokardieinfarkt induceret af LAD ligering i en gnaver model er traditionelt krævet to åbne hjerteoperationer. Med henblik på at reducere dødeligheden og giver optimale betingelser for fiksering af faste og gelatinøse biomatrices forbundet med celler, er blevet udviklet minimalt invasive procedurer.
Abstract
Cardiac celleterapi har fået stigende interesse og implantation af biomaterialer, der er forbundet med celler er blevet et stort problem at optimere myokardiecellen levering. Gnavermodel af myokardieinfarkt (MI), der består af Venstre anterior faldende arterie (LAD) ligering er almindeligvis blevet udført via en torakotomi; en anden åben hjerteoperation via en sternotomi er traditionelt blevet udført for epikardial anvendelse af behandlingen. Da beskrivelsen af LAD ligatur model, har post-kirurgi dødeligheden faldet fra 35 til 13%, men den anden kirurgi er forblevet kritisk. For at forbedre postoperativt genopretning og mindske smerter og infektion, er minimalt invasive kirurgiske procedurer præsenteres. To thoracotomies blev udført for den første for LAD underbinding og den anden til behandling epikardial indgivelse. Biografts består af celler i forbindelse med faste eller gel typen matricer blev påført infarktområdet area. LAD ligering resulterede i tab af hjertefunktionen som bekræftet ved ekkokardiografi udføres efter 2 og 6 uger. Goldner trikrom farvning udført på hjerte sektioner bekræftet transmural ardannelse. Første og anden kirurgi resulterede i mindre end 10% post-operativ mortalitet.
Introduction
Siden slutningen af det 19. århundrede, har hjertekarsygdomme været nummer et seriemorder i de industrialiserede lande. Blandt dem, koronararteriesygdom udgør den vigtigste ætiologi. De akutte resultater fase i myokardieinfarkt (MI) og efterfølges af utilpasset remodellering der gradvist udvikler sig i retning af en kronisk fase og alvorlig hjerteinsufficiens. Trods de seneste væsentlige teknologiske og terapeutiske fremskridt, er sygelighed og dødelighed som følge af progressionen af hjertesvigt stadig voksende 1. I denne sammenhæng har celleterapi fået stigende interesse som en ny terapeutisk mulighed for at stoppe progressionen af sygdommen mod hjertesvigt og stimulere nylig identificeret regenerationsevne myokardiet. Eksperimentelle og kliniske undersøgelser har tilvejebragt overbevisende dokumentation for de gavnlige virkninger, der opnås efter hjertetransplantation af forskellige celletyper. Vigtigste resultater indgår forbedret cardiac kontraktile funktion, nedsat venstre ventrikel remodeling reduceret infarktstørrelse og forøget vaskulær tæthed i infarktområdet. Den lave celleantal tilbageholdelse efter celleinjektion fortsat en vigtig ulempe. Sammenslutningen af celler med en biomatrix at forbedre celle levering 2 har for nylig skabt forsker og kliniske interesser.
Ligering af venstre forreste nedadgående kranspulsåre (LAD) er en referencemetode til MI i lille dyremodel, der resulterer i transmural infarkt og en moden ar. Celleterapi anvendes i den kroniske fase af MI kræver en anden kirurgisk indgreb. En mediansternotomi udføres sædvanligvis for at tillade intramyocardial injektion af cellerne eller epikardial implantation af biografts. Sådanne invasive kirurgiske procedurer øger dødeligheden, post-kirurgi opsving tid, smerte og risiko for infektion. Den minimalt invasiv strategi, der fremlægges her ikke blot forhindrer en sådan skævhed, men også giver optimal tilgængelighed af hjertet til behandling ansøgning. MI og epikardial implantation af celler i forbindelse med en gel typen biomatrix er foretaget på et bankende hjerte via venstre interkostale thoracotomies.
Protocol
Representative Results
Discussion
Den permanente ligering af LAD forårsager uoprettelige myokardieskade. Den første dyremodel blev beskrevet i 1960 4. Siden da har det været betragtet som en standard og passende model for kronisk MI. Dets stabilitet og reproducerbarhed tilladt eksperimentel evaluering af terapier for MI 5. Forbedrede procedurer efter den indledende beskrivelse rapporterede en operativ dødelighed på 35-13% 6.
Som forventet, LAD ligatur induceret nedsat hjertefunktion obse…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne takker Prof Hendrik Tevaearai og Institut for kardiovaskulær kirurgi for finansiel støtte til den indledende del af undersøgelsen.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| POLYSORB 3-0 suture | COVIDIEN | UL 204 | |
| POLYSORB 5-0 suture | COVIDIEN | UL 202 | |
| SURGIPRO II 7-0 Suture | COVIDIEN | VP904X | |
| CATHETER INSYTE 14G | BD | 381267 | |
| INSPIRA ADVANCED VOLUME CONTROLLED VENTILATOR | HARVARD APPARATUS | 557058 | |
| DUMONT #7 Forceps | FST Germany | 11274-20 | |
| Fibrin sealant | BAXTER | 1501441 | TISSEEL Glue, Frozen -20°C |
| CASTROVIEJO EYE SPECULA | HARVARD APPARATUS | 72-8925 | use as retractor for the ribs |
| IMDM Glutamax | Gibco | 31980 | |
| Pen/Strep | Gibco | 15140 | |
| FBS | PAA Clone | A15-101 | |
| bone scissors | Fine Science Tols | 16044-10 | |
| Red Blood Cell Lysis Solution | Gentra Systems | D-50k1 | |
| Accutase cell detachment solution | Stem cell technology | 7920 |
Riferimenti
- Gjesdal, O., Bluemke, D. A., Lima, J. A. Cardiac remodeling at the population level–risk factors, screening, and outcomes. Nat. Rev. Cardiol. 8, 673-685 (2011).
- Alcon, A., Cagavi Bozkulak, E., Qyang, Y. Regenerating functional heart tissue for myocardial repair. Cell Mol. Life Sci. 69, 2635-2656 (2012).
- Guex, A. G., Fortunato, G., Hegemann, D., Tevaearai, H. T., Giraud, M. N. General Protocol for the Culture of Cells on Plasma-Coated Electrospun Scaffolds. Methods Mol. Biol. 1058, 119-131 (2013).
- Selye, H., Bajusz, E., Grasso, S., Mendell, P. Simple techniques for the surgical occlusion of coronary vessels in the rat. Angiology. 11, 398-407 (1960).
- Gomes, A. C., Falcao-Pires, I., Pires, A. L., Bras-Silva, C., Leite-Moreira, A. F. Rodent models of heart failure: an updated review. Heart Fail. Rev. 18, 219-249 (2013).
- Horstick, G., et al. Surgical procedure affects physiological parameters in rat myocardial ischemia: need for mechanical ventilation. Am. J. Physiol. 276, 472-479 (1999).
- Duchatelle, J. P., Vivet, P., Cortes, M., Groussard, O., Pocidalo, J. J. Respiratory and Hemodynamic-Effects of Lateral Thoracotomy or Sternotomy in Mechanically Ventilated Rats. Eur. Surg. Res. 17, 10-16 (1985).
- Giraud, M. N., et al. Hydrogel-based engineered skeletal muscle grafts normalize heart function early after myocardial infarction. Artif. Organs. 32, 692-700 (2008).
- Siepe, M., et al. Myoblast-seeded biodegradable scaffolds to prevent post-myocardial infarction evolution toward heart failure. J. Thorac. Cardiov. Sur. 132, 124-131 (2006).
- Guex, A. G., et al. Plasma-functionalized electrospun matrix for biograft development and cardiac function stabilization. Acta Biomater. 10, (2014).
- Terrovitis, J., et al. Noninvasive Quantification and Optimization of Acute Cell Retention by In Vivo Positron Emission Tomography After Intramyocardial Cardiac-Derived Stem Cell Delivery. J. Am. Coll. Cardiol. 54, 1619-1626 (2009).
- Guo, H. D., Wang, H. J., Tan, Y. Z., Wu, J. H. Transplantation of marrow-derived cardiac stem cells carried in fibrin improves cardiac function after myocardial infarction. Tissue Eng. Part A. 17, 45-58 (2011).
- Qiao, H., et al. Death and Proliferation Time Course of Stem Cells Transplanted in the Myocardium. Mol. Imaging Biol. 11, 408-414 (2009).
- Conradi, L., Pahrmann, C., Schmidt, S., Deuse, T., Hansen, A., Eder, A., et al. Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue (EHT). J. Vis. Exp. 52 (e2605), (2011).
